水分調控對日光溫室油桃生理生化及果實品質的影響

張帆 王晨冰 趙秀梅 牛茹萱 王發林

摘要：為探索水分調控下設施油桃生長發育機制，完善日光溫室條件下水分調虧灌溉理論，給油桃生產實踐提供理論支持，以隴油桃1號為試材，采用膜下滴灌控制水分供應，以土壤相對含水量 80%～90%為對照，研究不同水分調控（30%～40%、40%～50%、50%～60%）處理對油桃“營養生長-生殖生長”的調控效應及生理生化和果實品質的影響。結果表明，縮冠修剪后，油桃樹體營養生長態勢呈“雙峰”曲線。各處理枝條生長長度、果實橫徑與土壤水分含量呈正相關關系。土壤相對含水量為40%～50%時，葉片膜透性增幅最小，但水分利用效率最高，較土壤相對含水量為80%～90%時增加19%。4個處理的葉片OJIP曲線中，J-I相呈降低趨勢，土壤相對含水量為30%～40%時I點和P點的最低，其余處理間無顯著差異。土壤相對含水量與果實有機酸、Vc、還原糖含量均呈負相關，而與糖酸比呈正相關，除土壤相對含水量為30%～40%的處理外，其余處理間差異不顯著。綜上所述，日光溫室油桃栽培中，適當修剪結合控水有利于枝條生長發育，同時可提高果實品質。土壤相對含水量40%～50%為溫室較適宜的控水范圍。

關鍵詞：日光溫室；油桃；營養生長/生殖生長；水分調控；果實品質

中圖分類號：S662.1? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-2172（2023）06-0542-06

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.06.012

Effects of Water Regulation on Physiological and Biochemical Characteristics and Fruit Quality of Nectarine in Solar Greenhouses

ZHANG Fan， WANG Chenbing， ZHAO Xiumei， NIU Ruxuan， WANG Falin

（Institute of Fruit and Floriculture Research， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： In order to explore the growth and development mechanism of protected nectarine productio under water regulation so as to supplement and improve the theory of water deficit irrigation under special conditions in solar greenhouses and to provide the oretical support for production practice， using Long nectarine 1 as the test material， drip irrigation under film was used to control water supply with the relative soil moisture content of 80 to 90% used as the control， the regulation effects of different water regulation treatments（30% to 40%， 40% to 50% and 50% to 60%） on nutritional growth-reproductive growth， physiological and biochemical characteristics， and fruit quality of nectarine were studied. The results showed that a 'double peak' curve of tree nutritional growth was formed after pruning the peach crown， positive correlations were found in the growth length of branches， the rate of fruit expansion with the soil moisture content， respectively. 40% to 50% treatment showed the smallest increase in leaf membrane permeability， but the water use efficiency was the highest which was increased by 19% compared to the control. Among the four treatments， the J-I phase showed a decrease in leaf OJIP curves， with the lowest values at point I and point P in 30% to 40% treatment whereas no significant differences were detected among other treatments. The soil moisture content was negatively correlated with the organic acid， Vc， and reducing sugar contents， while it was positively correlated with the sugar acid ratio， but differences among treatments were not significant except for 30% to 40% treatment. In summary， appropriate pruning combined with water control in nectarine cultivation in solar greenhouses is beneficial for branch growth and development， while improving fruit quality， and relative soil moisture content of 40 % to 50 % is more suitable for greenhouse water regulation range.

Key words： Solar greenhouse; Nectarine; Nutritional growth/reproductive growth; Water regulation; Fruit quality

利用自主研發的日光溫室栽培果樹已成為我國現代果樹產業發展的重要形式［1 - 2 ］。在日光溫室有限的空間內，油桃果實采收后的縮冠修剪（修剪量占枝條總量的70%左右）是維持適宜樹體結構，保證豐產、穩產的關鍵技術。但縮冠修剪后的充分灌溉易造成營養生長旺盛，影響花芽分化，人工修剪成本增加、水肥資源浪費嚴重。前人對日光溫室條件下的油桃修剪技術、病蟲害防治、水肥管理進行等方面展開了研究［3 - 5 ］，但對西北河西走廊日光溫室縮冠修剪結合水分調控條件下油桃果實品質的研究未見系統報道。我們采用日光溫室定位試驗與實驗室測定相結合的方法，研究了樹體生理生化和品質等對水分調控的補償效應，以揭示水分調控下樹體的協同生長發育機制，完善日光溫室條件下水分調虧灌溉理論，為生產實踐提供理論支持。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗材料

試驗于2018 — 2019年連續2 a在甘肅省農業科學院張掖試驗場日光溫室進行，指示油桃品種為隴油桃1號，2009 年定植，株行距為1 m×2 m，樹齡為9 年生。

1.2? ?試驗地概況

試驗基地位于北緯 39° 42′、東經 98° 23′，海拔1 642.2 m。1月平均溫度-19 ℃，年平均氣溫 7 ℃。年均降水量80 mm，年均蒸發量2148 mm。全年日照時數2 854～3 053 h，年總輻射量在 606.1 kJ/cm2以上，平均無霜期 142 d。供試日光溫室為單坡式，棚內有效面積427 m2。土壤為客土，深度80 cm，灌淤土，土壤含有機質14 g/kg，pH 8.2。

1.3? ?試驗方法

試驗共設4個水分控制處理，分別為對照（CK），土壤相對含水量為80%～90%；T1，相對含水量為30%～40%；T2，相對含水量40%～50%；T3，相對含水量50%～60%。試驗完全隨機區組設計，3次重復，每小區8株（5株長期定位試驗，3株用于測定試驗）。5月22日進行縮冠修剪。其余管理同常規。

1.4? ?測定指標及方法

1.4.1? ? 土壤相對含水量測定? ? 采用膜下滴灌控制灌水量。用 L99-TWS-4 土壤水分自動測定儀（L99-TWS-4 土壤水分自動測定儀由浙江杭州匯爾儀器設備有限公司生產）測定。以距主干30 cm、深度30 cm處的土壤相對含水量。

1.4.2? ? 枝條新梢長度、果實橫徑、葉片膜透性測定

2018年12月27日開始，每隔7 d測定1次。每處理選擇長勢一致的樣樹10株，每株按樹冠上中下標記待測枝，同方位標記5枝作為重復，用游標卡尺測定枝條長度，每隔7 d測定2次，連續測定1個生育期，并繪制枝條長度生長曲線圖。2月中旬幼果發育期時每處理選5株樣樹，每株按照不同方位取10個果實，用游標卡尺測定果實橫徑，取平均值，精確到0.1 cm。2018年5月份開始，每隔30 d測定1次，采用電導率儀（DDSJ-308F，上海儀電科學儀器股份有限公司提供）測定葉片膜透性，每處理測定3 次，取平均值。

1.4.3? ? 光合作用參數測定? ? 日變化的測定：選擇典型晴天，在7：00 ～ 18：00 時測定并記錄凈光合速率（Pn），蒸騰速率（Tr ）、氣孔導度（Gs ）和胞間CO2濃度（Ci）。設定數據采集時間為200 s，穩定后記錄，每處理測定3 株，取平均值。標記待測葉片并重復測量，每個標記葉至少3個穩定讀數。光合日變化測定是在完全能夠通過太陽輻射的葉片上進行的，使用便攜式光合儀（LI-6400，LI-COR）、Pn- Ci和 PN- PAR 曲線測量選取相同樹葉。在油桃成熟前8 天選擇典型晴天，響應曲線測定在每天 8：00 ～ 11：30 時完成。

1.4.4? ? 葉綠素快速熒光測定? ? 用快速熒光儀MINI-PAM-II（Hansatech Instruments Ltd，UK）測定葉綠素熒光。在9：00 時測定，選取健壯并長勢一致的樹體，測定其葉片葉綠素a快相熒光動力學曲線（OJIP），同時測定固定熒光（Fo）和最大熒光（Fm）。測定前所有葉片均暗適應30 min，每株測5 個葉片。對OJIP 曲線進行JIP-test分析。在O-J-I-P熒光誘導曲線中，J點表示2 ms的熒光強度、I點表示30 ms的熒光強度、P點表示最大熒光強度，用O-J相表示標準化熒光上升互補面積。

1.4.5? ? 果實品質測定? ? 每處理選取 30 個樣果，用數顯果實硬度計（愛德堡GY-4）測定果實硬度，取平均值。各處理在同一高度的相同方位選 3 個枝，每枝選 3 個樣果，參照李合生［6 ］ 的方法測定果實可溶性固形物、有機酸、Vc含量、相對含水量、可溶性糖含量、糖酸比和還原糖含量。

1.5? ?統計分析

采用WPS 2019和SPSS19.0 統計分析軟件進行數據處理，LSD法比較差異顯著性。

2? ?結果與分析

2.1? ?水分調控對油桃枝條生長的影響

從圖1可知，日光溫室油桃枝條生長呈2次明顯高峰指數曲線。2月7日至4月20日為第1次枝條快速生長階段，4月20日以后枝條基本停止生長?？s冠修剪后，5月29日至7月14日呈現第2次快速生長，7月20日后基本停止生長?？梢?，在日光溫室條件下，桃樹采果后進行縮冠修剪，形成了樹體營養生長的“雙峰”曲線。同時還發現，不同水分調控處理下枝條長度變化不同，在整個生育期，各處理的枝條長度生長表現為處理T1 < 處理T2 < 處理T3 < CK，與CK相比，處理T3最長、處理T1最短。

2.2? ?水分調控對油桃果實發育的影響

由圖2可知，果實橫徑生長曲線呈3個較明顯的階段，第1階段（2月20日至3月28日）和第3階段（4月16至5月10日）果實生長很快，尤其是第3 階段，由于果實細胞迅速膨大，此階段的果實生長量可占收獲時的50%以上。第2階段（3月28日至4月16日）果實生長相對緩慢。表明不同處理的果實橫徑生長存在差異，各處理果實橫徑為處理T1 < 處理T2 < 處理T3 < CK，與CK相比，處理T3最長、處理T1最短。

2.3? ?水分調控對油桃葉片膜透性的影響

由圖3可知，隨著水分調控時間的延長，各處理葉片膜透性呈現緩慢上升。經過5個月，處理T1、處理T2、處理T3、CK的葉片膜透性分別增加35.6%、28.9%、35.6%、32.6%，處理T2增幅最小，其余處理間差異不顯著。10月份處理T1、處理T2、處理T3的葉片膜透性較CK分別增加9.2%、11.7%、9.2%。

2.4? ?水分控制對油桃光合參數的影響

與CK相比，隨著土壤相對含水量的下降，油桃凈光合速率和蒸騰速率呈先降后升再降的趨勢（圖4，表1）。處理T1的凈光合速率和蒸騰速率較CK分別下降21%和33%；葉片胞間CO2濃度和氣孔導度變化趨勢也呈先降后升再降趨勢，這也驗證了CO2濃度變化與氣孔導度的變化具有一定的相關性，因為CO2通過氣孔進入植物體，而氣孔導度與胞間CO2濃度直接相關。不同土壤相對含水量對桃樹瞬時水分利用效率影響尤為顯著，處理T1水分利用效率最高，較CK增加19%。

光響應曲線和CO2響應曲線因控水梯度不同而各異（圖4）。隨著光有效輻射增加，4個處理的光響應和CO2響應均呈上升狀，其中光響應由高到低依次為CK、處理T2、處理T3、處理T1；CO2響應CK最大，其次為處理T1，處理T2最小。

2.5? ?水分調控對油桃葉綠素快速熒光的影響

不同水分處理下測定的快速葉綠素熒光誘導曲線 OJIP之間Fo 和 Fm（VOP） 的轉變如圖5所示。與CK處理相比，3個處理的OJIP曲線偏離程度均有所增加，其中J-I相中I、P點熒光產額緩，呈降低趨勢，最低為處理T2。同時最大熒光強度（P）均降低， 下降幅度處理T3最大，處理T2最小，但不同處理間相對可變熒光強度差異不顯著。

2.6? ?水分調控對果實品質的影響

圖6可知，隨著土壤水分含量增加，油桃果實的有機酸、Vc、還原糖含量均呈下降狀（圖6 a、b、h），而糖酸比變化趨勢則相反（圖6 g）。果實硬度、相對含水量、可溶性糖含量因土壤相對含水量增加呈先增加后降低趨勢，均以處理T2最高（圖6 c、e、f）?？扇苄怨绦臀锖砍省癝”狀，處理間差異不顯著（圖6-d）。

3? ?討論與結論

桃樹生長旺盛、生長量大，由于枝條的迅速生長使得樹冠過分茂盛，影響花芽分化和果實產量、品質［7 ］，尤其日光溫室桃樹，由于生長旺盛往往影響到光照、果實品質，增加管理成本［5 ］，因此需在收果后進行縮冠修剪。本試驗中，采果后5月底縮冠修剪后，油桃樹形成了樹體營養生長的“雙峰”曲線。但因不同水分調控處理間枝條生長量發生了相應變化，說明了設施桃進行水分調控的必要性。有研究表明，調虧灌溉處理的果樹產量基本上不受影響， 并有效地抑制了枝條的生長，夏季修剪量減少了30%以上，各處理坐果率均大于 85%，對果實發育影響較?。? ］。本試驗發現，果實膨大與土壤相對含水量呈正相關，但處理間差異不顯著，這與他人的研究結果一致。

水分調控使設施油桃光合特性發生變化。除土壤相對含水量為40%～50%的處理外，隨著土壤相對含水量降低，油桃凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度和氣孔導度均有所下降，并且隨土壤相對含水量的減小逐漸增大，這一結果與王鴻等［9? ］的研究存在一定差異，可能是氣孔導度的變化趨勢具有一定的相關性，因為CO2通過氣孔進入植物體，而氣孔開度與胞間CO2濃度直接相關，其原因需進一步研究。

果實品質和產量是衡量栽培水平的主要指標［10 ］。本試驗中，隨著土壤水分含量增加，油桃果實的有機酸、Vc、還原糖含量均降低，而糖酸比提高，果實硬度、相對含水量、可溶性糖含量則均呈先升后降的態勢；土壤相對含水量為40%～50%時較高，且可溶性固型物含量處理間無顯著差異，與譙陽［11 ］的研究結果相悖，原因可能與栽培環境和品種間存在差異有關，具體需進一步研究。

土壤相對含水量為40%～50%時，葉片膜透性增幅最小，但水分利用效率最高，較土壤相對含水量為80%～90%時增加19%。4個處理的葉片OJIP曲線中，J-I相呈降低趨勢，土壤相對含水量為30%～40%時I點和P點的最低，其余處理間無顯著差異。土壤相對含水量與果實有機酸、Vc、還原糖含量均呈負相關，而與糖酸比呈正相關，除土壤相對含水量為30%～40%的處理外，其余處理間差異不顯著。

綜上，日光溫室條件下，由于采果后的縮冠修剪，造成了油桃樹體營養生長的“雙峰”曲線。在樹體“器官再造”過程中進行水分調控，對根系的生長與更新、樹體營養生長發育產生了影響，形成了桃樹營養生長與生殖生長的補償效應，適當控水影響了樹體生長特性，提高了耐受性，提高了果實品質?？梢?，在日光溫室條件下，適當控水既能節約油桃生產成本，又不至于明顯降低油桃果實品質。

參考文獻：

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［9］ 王? ?鴻，張? ?帆，張雪冰，等.? 不同桃自根砧對干旱脅迫的生理響應及抗逆機理研究［J］.? 寒旱農業科學，2022，1（1）：66-72.

［10］ 王? ?鑫，于柱英，趙連鑫，等.? 沙地桃品種果實物候期和果實品質比較研究［J］.? 寒旱農業科學，2023，2（1）：44-49.

［11］ 譙? ?陽.? 四份桃資源對高溫和水分及其復合脅迫的生理響應［D］.? 武漢：華中農業大學，2022.

收稿日期：2023 - 04 - 19；修訂日期：2023 - 05 - 05

基金項目：國家自然科學基金地區基金（31460118）；國家桃產業技術體系蘭州綜合試驗站（CARS-30-Z-17）。

作者簡介：張? ?帆（1976 — ），女，新疆石河子人，副研究員，博士，主要從事果樹育種與栽培生理調控研究工作。Email： zhfan528@163.com。

通信作者：王發林（1964 — ），男，河南南樂人，研究員，博導，研究方向為果樹育種與栽培生理。Email： wangfalin@263.com。